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C++ 的 “繼承”

2019-11-06 08:38:57
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來源:轉載
供稿:網友

        首先,“繼承”二字,可以用生活中的例子來理解,即:繼承上一版本的功能,并繼續發展下一版本的功能。它在C++里面可以使面向對象的程序設計代碼復用,從而使C++更貼合面向對象這個方向。

繼承的概念:

        繼承(inheritance)機制是面向對象程序設計使代碼可以復用的最重要的手段,它允許程序員在保持原有類特性的基礎上進行擴展,增加功能。這樣產生新的類,稱派生類。繼承呈現了面向對象程序設計的層次結構,體現了由簡單到復雜的認知過程。繼承(inheritance)機制是面向對象程序設計使代碼可以復用的最重要的手段,它允許程序員在保持原有類特性的基礎上進行擴展,增加功能。這樣產生新的類,稱派生類。繼承呈現了面向對象程序設計的層次結構,體現了由簡單到復雜的認知過程。

繼承的五大特點:

1. 繼承關系&訪問限定符

2. 派生類的6個默認成員函數

3. 賦值兼容規則

4. 單繼承&多繼承&菱形繼承

繼承的格式:

        class DeriveClassName : acess_label BaseClassName

          DeriveClassName是繼承類的名字,后面acess_label是繼承的權限,BaseClassName是被繼承的類的名字,這里面,繼承的權限又分為public、PRotected、private。public繼承不改變被繼承類中的任何變量和函數的權限,protected會改變基類中public類型變量或函數的權限,使之變為protected的權限,只可以在派生類中訪問,這樣繼承的話,就不能通過派生類去訪問基類中的public型的變量或者參數了,假如一定要訪問,則必須在前面加上作用域限定符“ :: ”。private繼承會將基類中所有的變量或者函數變為派生類不可見的。所有派生中無法訪問。

         注意:在繼承時不加繼承權限,C++編譯器會默認為“private”。

關于三種繼承的關系與作用可以參加下面這張表:

繼承時的同名隱藏:

        若在基類和派生類中存在同名的變量或者函數,則在用派生類訪問這個變量或者函數時, 會使用派生類中的,而放棄使用基類中的,但在繼承的時候,派生類也繼承了基類中這個同名的函數或變量,只是因為和派生類中存在同名, 所以在派生類中就“隱藏”了基類中的元素,但是也可以通過基類的作用域限定符對基類中的該元素進行訪問。

派生類中空間的分布:

        派生類的空間中各個單元的分布模型為: 最上方是基類成員,基類成員的分布又按聲明定義次序分布,接下來是派生類中的變量,同樣,派生類中變量也是按聲明定義次序排列。

可以參照下面代碼的實現:

#include <iostream>using namespace std;   class Base{public:	int _b1;	int _b2;};class Derive :public Base{public:	int _d1;	int _d2;};int main(){	Derive D;	D._b1 = 1;	D._b2 = 2;	D._d1 = 3;	D._d2 = 4;	system("pause");	return 0;}        如上圖,我們可以在簡單的賦值后從內存中看出空間的分配。

構造函數&析構函數:

        在創建一個派生類的對象時,會先“調用”派生類的構造函數,但是在初始化列表位置,會去調用基類的構造函數,所以在調用上看,是先調用派生類,但在執行上來看,是會先執行完基類的構造函數。一半情況下,不給構造函數也可以,但是基類中帶有參數的構造函數時,必須在派生類中顯式的給出構造函數。

        析構時,會先釋放派生類中的空間,在釋放基類的空間,具體方式和構造函數類似,都是先進入派生類的析構,在進入基類的。

幾個繼承時的注意事項:

        1.派生類中對象可以給基類對象賦值,反之則不可。

         正確形式: base = dereive;

        2.基類的指針或引用可以指向派生類的對象。

         正確形式:Base& base =derive; 

        3.基類中的友緣函數,派生類不可繼承。

        4.基類中的靜態成員派生類可以繼承。

        5.繼承對個基類時,要在每個基類之前都加上繼承權限。

菱形繼承:

上面是菱形繼承的圖解

而菱形繼承內部的空間用如下代碼和內存可以清楚的看出:

#include <iostream>using namespace std;   class B{public:	int _b;};class C1 :public B{public:	int _c1;};class C2 :public B{public:	int _c2;};class D :public C1, public C2{public:	int _d;};int main(){	D d;	d.C1::_b = 1;	d.C1::_c1 = 2;	d.C2::_b = 3;	d.C2::_c2 = 4;	d._d = 5;	system("pause");	return 0;}

我們可以看到大概是這樣的:

而在菱形繼承中,還有菱形虛擬繼承,實現方式如下:

#include <iostream>using namespace std;   class B{public:	int _b;};class C1 :virtual public B{public:	int _c1;};class C2 :virtual public B{public:	int _c2;};class D :public C1, public C2{public:	int _d;};int main(){	D d;	d._b = 1;	d._c1 = 2;	d._c2 = 3;	d._d = 4;	system("pause");	return 0;}        可以發現,只是在C1、C2繼承B時在繼承權限前面加了“virtual”,而在main函數中的實現中。在訪問_b時也沒有使用作用域限定符,我們可以再來看看此時得內存:

我們可以看到多了兩個地址,那么這兩個地址是干嘛的呢,我們可以在內存里面看看:

經過看內存我們可以發現里面有兩個int類空間,前8個字節保存的是全0,第一個地址的后8個字節保存了一個數字14(十六進制),第二個地址的后8個字節保存的是0c,我們可以發現,保存的是當前的地址對于基類中長遠_b的偏移量。如下圖所示:

這樣可以保證更高效,安全的訪問派生類中的各個成員,也對于基類的指針或者引用可以指向派生類的對象做了一個很好的方式。


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